纳米材料生产技术精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的纳米材料生产技术主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：纳米材料生产技术范文

论文摘要： 纳米技术作为一种新兴的科学技术，随着技术的发展，纳米技术已经被日趋应用于生活领域的各个方面。本文回顾了纳米技术和纳米材料的发展过程并对纳米材料在食品安全的应用进行了介绍和论述。

纳米技术是20世纪末兴起并迅速发展的一项高科技技术，随着研究的深入和科学的发展，纳米技术已经日趋成熟并广泛的应用于各种领域，近年来纳米技术在医药上的许多研究成果正逐步地应用于食品行业，在此技术上开发、生产了许多新型的食品以及具有更好的功效和特殊功能的保健食品，纳米材料在食品安全上也发挥着越来越重要的作用。

纳米是一种几何尺寸的度量单位，l纳米为百万分之一毫米，即十亿分之一米的长度。以纳米为基础的纳米技术在20世纪90年代初起得到迅速发展并先后兴起了一系列的像纳米材料学、纳米电子学、纳米化学、纳米生物学、纳米生物技术和纳米药物学，纳米技术就是一种多学科的交叉技术，最终实现利用纳米机构所具有的功能制造出有特殊功能的产品和材料。因此，利用纳米技术制造出来的材料就具有微观性和一些普通材料所不具有的功能。

随着纳米技术的发展，纳米食品生产也取得了很大的成就。目前，纳米食品产品超过300种，一些带有纳米级别添加剂的食品和维生素已经实现商业化。据预测纳米食品市场在2010年将达到204亿美元，因此纳米技术在食品上的研究有着很大的发展潜力。纳米技术在食品上的研究和应用主要包括纳米食品加工、纳米包装材料和纳米检测技术等方面。

所谓纳米食品是指在生产、加工或包装过程中采用了纳米技术手段或工具的食品。纳米食品不仅仅是指利用了纳米技术的食品，更大程度上指里哟个纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。尤其是利用纳米技术改造过结构的食品在营养方面会有一个很大的提高，在这方面应用最广泛主要有钙、硒等矿物质制剂、维生素制剂、添加营养素的钙奶与豆奶、纳米茶等。

然而纳米食品也存在一些问题，首先由于对于纳米食品的加工主要是球磨法这就使得在纳米食品生产的过程中容易产生粉料污染，同时现有的纳米技术也会产生成材料的功能性无法预测，纳米结构的稳定性不高等问题。纳米食品还存在另外问题那就关于纳米食品的安全检测并没有个一个同一的标准。目前，国际上尚未形成统一的针对纳米食品的生物安全性评价标准，大多数是短期评价方法，短期的模型很难对纳米食品的生物效应有彻底的认识。而部分纳米食品存存在一些有害成分，并且经过纳米化后，这些物质更加很容易进入细胞甚至细胞核内，因此副作用也就越大，而这些由于安全检测的标准不统一可能在检测的时候检测不出来，因此纳米食品的安全标准有待进一步统一。虽然纳米食品存在一系列的问题但是纳米技术在食品包装和保险技术中却得到了很好的应用。

首先，在已有的包装材料中加入一定的纳米微粒可以增加包装材料的抗菌性从而产生杀菌功能。目前一些冰箱的生产技术中已经应用了这种技术生产出了一些抗菌性的冰箱。

其次，由于纳米材料的特殊性质，加入一定的纳米微粒还可以改变现有的包装材料的性能，从而进一步保证食品的安全。目前，部分学者已经成功的将纳米技术应用玉改进玻璃和陶瓷容器的性能，增加了其韧性。同时，由于纳米微粒对紫外线有吸收能力，因此在塑料包装材料中加入一些纳米微粒还可以防止塑料包装的老化，增加使用寿命。从而为食品生产提供了性能更加优越的包装容器。

第三，由于纳米材料的力磁电热的性质，使得纳米材料有着优越的敏感性。一些学者已经在研究将纳米材料的敏感性应用到防伪包装上面并取得了一定的成就。新的防伪包装的产生，无疑能够进一步加强普通食品和纳米食品的安全。

第四，经过研究发现纳米技术和纳米材料的一些性能能够很好的解决食品的保鲜问题。

经过研究发现传统的食品保鲜包转，在起到保鲜功能的同时还能够产生乙烯，而乙烯又反过来加剧了食品的腐蚀，因此可以说传统的食品保鲜包转并没有能够很好的起到保鲜功能。在纳米技术在研究过程中，发现纳米Ag粉具有对乙烯进行催化其氧化的作用。所以只要在现有的保鲜包转材料中加入一些纳米Ag粉，就可以加速传统保鲜包转材料产生的乙烯的氧化从而抑制乙烯的产生，进而产生更好的保鲜效果。

综上所述纳米技术虽然还有一些不足和缺陷，但是经过多年的研究和发展纳米技术已经取得了很大的进步和发展，并且已经开始应用于生产和生活领域。纳米技术和纳米材料以其特殊的性能不紧能够生产出性质更加优越的纳米食品同时通过改善包装材料还可以进一步提高食品的安全。

参考文献

[1]杨安树，陈红兵.纳米技术在食品加工中的应用[J].食品 科技，2007(9).

[2]张汝冰，刘宏英，李凤生.纳米材料在催化领域的应用及 研究进展[J].化工新型材料，1999(5).

[3]何碧烟，欧光南.食品添加剂对番茄红素稳定性的影响 [J].集美大学学报:自然科学版，2000(1).

[4]郭景坤，冯楚德.纳米陶瓷的最近进展[J].材料研究学 报，1995(5).

[5]黄占杰.无机抗菌剂的发展与应用[J].材料导报，1999 (2).

[6]张倩倩.纳米粒子增强蛋白质直接电子传递及其传感应用 [D].南京师范大学，2007 .

[7]张涛，江波，沐万孟.纳米技术及其在食品中的应用研究 进展[J].安徽农业科学.

[8]郭卫红，李盾，唐颂超，苏诚伟，徐种德.纳米材料及其 在聚合物改性中的应用[J].工程塑料应用，1998(4).

[9]袁飞，徐宝梁，黄文胜，唐英章.纳米技术在世界范围内 食品工业中的应用[J].食品科技.

第2篇：纳米材料生产技术范文

关键词：金属材料；热处理；应用

中图分类号：TG14-4 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2014）011-000-01

金属材料不仅在物理以及化学方面表现出优良的性质，而且在力学性质中表现不俗，这也是金属材料被广泛利用的最为主要原因。尤其是工业生产中，由于金属材料热处理技术不断的提高与进步，使的原本传统的金属材料加工效率大大提高。金属材料热处理技术在我国古代就有记载，“水与火合为淬”，这也许就是最早的技术材料的热处理。而在如今社会，社会生产技术在飞速的发展，金属材料热处理技术也在不断的提高。回顾过去，展望未来，我国金属材料热处理正在稳健发展。

一、金属材料的应用

1.纳米金属材料的应用。纳米这个名词随着科技的发展已慢慢被人们熟知，纳米技术的产生，使得金属材料的性能有进一步的提高。纳米技术为金属材料带来了其他技术不能比拟的效果。“零磨损、零能耗、高洁净”等这些原本看起来不太实现的观念被纳米技术打破。由纳米技术所生产的金属产品有着耐磨、抗污、光滑等极高的优良性能。因此，纳米的绝佳的优良性能和功能被广泛的运用于金属材料中去。

2.铝基纳米复合材料的高强度。目前我们生活中所运用的高强度铝合金也就是采用了铝基纳米复合材料的高强度性质。铝基纳米复合材料有着轻便但硬度极高的优良特性，被广泛的运用于航空材料中。这种材料技术是继纳米技术产生的有一种改变人们生活的技术，其结构是非晶体上的阿尔法粒子，之所以成为纳米复合材料，是因为这些粒子具有纳米材料的性能，其性能更为纳米材料一层。

3.多孔材料的应用。多孔材料是当今生活中被运用最为广泛的金属材料应用之一，当今社会在不断快速的发展着，这对如今的生活所需材料有更高一层的要求。而多孔材料的出现实现了这一要求。多孔材料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温、以及高强度等优良特性，这些特性使得多孔材料出现在人们生活的各个方面，同时也被广泛运用于工业生产中。另外，多孔材料有良好的过滤性能，生活中气体或液体过滤器则采用的是多孔材料，它可以将不同气体或液体进行分离、过滤，从而起到净化作用。而且，多孔材料还有良好的灭火性能，灭火器中就有他的成分。因此，多孔材料是金属材料在现实中被广泛利用的代表。

二、热处理技术研究

1.传统热处理技术。我国金属材料热处理技术历史悠久，传统的热处理技术叫现代化下的先进热处理技术显的更为的落后和不完善。传统的热处理是将零件进行加热使其发生物理性质的改变，然后对其进行整体性能的改变。其过程也包括物理改变和化学改变，主要是经过退火、正火、淬火以及回火这四个步骤，这也是对金属材料进行热处理的最基本的步骤，通过以上四个步骤，就可以对金属材料进行简单的热处理，从而得到所需求的金属材料性能。但这种传统的金属材料热处理已远远不能满足现代社会人们生活的需求，因此，现代化新型热处理技术也就应运而生。

2.现代化新型热处理技术。随着社会的不断进步发展和进步，先进的生产技术也在不断的涌现，这为新型现代化热处理技术的发展提供一定的基础。现代化新型热处理技术主要体现在热处理的新材料和新型设备。自社会进步发展以来，金属材料热处理设备也在不断的更新换代，与此同时，新型的金属材料也不断的被人们所发掘，所以说，新型热处理技术的出现是社会发展的必然趋势。如今，在金属材料热处理成产领域中已出现了不少的现代化设备，例如，真空加热高压气催器、密封渗碳高压炉以及低压渗碳双室气催炉的发明都是现代新型设备的代表。而在新型材料方面，以冷热矿物油等新型材料为主，相信在未来，还会有不少的新型的热处理设备以及热处理材料的出现。这些无疑为热处理技术的发展奠定了一定的基础。

3.真空热处理和感应热处理。真空热处理以及感应热处理都为一种新型的热处理技术，所谓真空热处理和感应热处理就是分别基于真空环境下和电磁感应环境下的处理。真空热处理是将金属材料置于“真空环境”下作业的，在无氧环境下加入适量的惰性气体热处理金属材料，这样可以有效的避免金属材料被氧化，也是减少资源能耗的最为重要的手段之一。这种技术也被广泛的应用于医疗设备、军用设备等设备的建造中去。所谓的感应热处理就是将上述的真空环境换为电磁感应环境下，在电磁感应条件下，金属具有加热速度快、准确度高等优良特性。因此，大多数情况下要想保证产品的质量和生产效率则采用感应热处理的方法。这两中热处理方法各有优点，但总的来说都是基于减少能耗、降低环境污染程度以及提高生产效率为目的。

三、结语

社会的快速的发展、生产水平的不断提高。与此同时，社会市场中经济竞争也在不断的加大，金属材料热处理产业就显的尤为的明显。通过以上分析，只有拥有先进的生产技术以及科学发展观念，才能在如今这个多变的社会经济市场中站住脚，一味的遵循传统理念不懂变通，则必然会被时代淘汰。我国作为最早在金属材料热处理技术领域做出贡献的国家更应去追求创新，争取创造在金属材料热处理技术领域中更大的成就。

参考文献：

[1]张舒原.高强铝合金预拉伸厚板残余应力场分层法建模研究.中南大学，2012，12.

[2]刘晓军.技术材料与热处理工艺关系的探讨.科技传播2010，10.

第3篇：纳米材料生产技术范文

【关键词】：人造石材；纳米二氧化钛；光催化；杀菌

一、 前言

随着国内房地产行业的蓬勃发展，室内建筑装饰材料已进入高速发展期。天然大理石质感柔和，美观庄重，格调高雅，花色繁多，是装饰豪华建筑的理想材料，使用石材进行室内装修，已经越来越被人所接受。但是天然石材同样也有很多缺点，譬如天然大理石内部缺陷多，色差大，加工易破损，且带有部分辐射等。由于天然石材属于不可再生资源，随着大规模的开采，优质天然石矿源越来越少，伴随的是对自然环境的严重破坏。为改变这种局面，国外很早就开始人造石材的开发与利用，人造石材对原料的要求不高，各种天然石材开采之后的尾矿都可以作为人造石材的主要原料进行使用。人造石材在吸收了天然石材优点的同时，也规避了天然石材的各种缺点，比如内部结构无缺陷，无辐射，无色差，易加工等优点。随着人们对人造石材的认识以及国内各大厂家不断加大新产品的开发力度，人们选择人造石材进行室内装饰的比例已经越来越高。

随着生活水平的提高，我们对健康的要求也越来越强烈，但是，生活中无所不在的细菌在不断的危害着我们的健康，如果有一种材料能够自动杀死细菌，保护我们的健康，无疑将会得到我们更多的青睐。针对市场的这种需求，我们公司进行了这种杀菌人造石产品的研制，我的研究课题就是怎样使人造石材具有这种自动杀菌功能，保护人们的健康。

二、 杀菌机理

目前抗杀菌材料按作用机理主要分为二类：第一类是重金属离子的杀菌，在材料成分里添加可杀菌的重金属材料如含银、铜离子的化工原料等，利用重金属离子的析出进行杀菌，但因为其对人体也有一定的危害，现在很多国家都已经不允许采用此方法来进行杀菌；第二类是纳米二氧化钛光催化杀菌，在材料表面涂覆一层二氧化钛薄膜，利用二氧化钛在光照下能使空气中的氧气变成活性氧，使水产生活性氧自由基的特性，从而发挥抗杀菌的作用。本次研究使用纳米二氧化钛的光催化原理进行杀菌人造石材的研制。

二氧化钛的杀菌机理：当二氧化钛纳米粒子受到不小于禁带宽度能量光子照射后，电子从价带跃迁到导带，产生了电子-空穴对，电子具有还原性，空穴具有氧化性，空穴和二氧化钛纳米粒子表面吸附的水反应生成氧化性很高的•OH自由基，活泼的•OH自由基可以将细菌等有机物氧化成CO2和H2O。这一系列反应可以用下列反应式表示为：

在光照下，二氧化钛表面产生了非常活泼的羟基自由基，超氧离子自由基以及•OH自由基，这些氧化性很强的活泼自由基，能够将各种有机物及细菌直接氧化成CO2和H2O。

有研究表明，纳米粒子的光催化活性明显优于体相材料，一般认为这主要是由以下原因造成的：纳米半导体粒子所具有的量子尺寸效应使其导带与价带能级变为分立的能级，能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正。这意味着纳米半导体粒子获得了更强的还原和氧化能力，从而提高其光催化活性。因此，虽然钛白粉也有一定的光催化效果，且价格便宜，但因为反映速度慢，效果不够明显。而纳米二氧化钛有很强的量子尺寸效应，一般选择TiO2做为杀菌材料，都是使用TiO2纳米粉体。

三、 超洁亮技术

纳米二氧化钛材料的杀菌特性如此优秀，但是要怎样将这种杀菌材料应用到人造石杀菌产品的工业化生产中呢，目前，我主要采用陶瓷行业相对比较成熟的“超洁亮”技术来进行工业化生产。

“超洁亮”技术通过一种简单、经济的制膜工艺，在陶瓷抛光砖的表面形成一层不影响抛光砖表面花色的、透明、持久有效的亲水性纳米材料保护膜层，该纳米保护膜不仅能完全填塞修补砖面的气孔和微裂纹，使砖面具有极强的双疏防污功能，同时可防水性和油性物质污染，还可抗菌和防腐，达到自洁的效果。

保护膜层的材料是一种液体纳米功能性材料，材料的粒度在5nm～1μm之间。陶瓷抛光砖表面的毛细气孔和微裂纹一般在几个μm到几十个μm之间，防护膜材料的粒径达到纳米级.超洁亮生产线通过特殊的磨具，配以额定的磨具工作压力、工作转速和反应温度（由磨具摩擦热提供），对砖面用纳米材料进行恰到好处的挤压和抛刷。在此额定工作条件下，超细纳米材料水剂被强制快速均匀地渗透和挤压进抛光砖表面的微孔和凹坑中，使抛光砖表面的微孔和微裂纹迅速得到填充，多余的材料同时被磨具刷扫清除。

涂覆到瓷砖表面的防护材料通过材料的物理、化学作用，在一定的时间内，形成高分子聚合物。聚合过程中体积发生一定程度的膨胀，加上微孔和微裂纹的压迫作用，形成坚固的分子键，成为与抛光砖表面结成一体的、紧密的、高强度、高硬度的致密防护膜，阻止各种污物向瓷砖内渗透，达到保持砖面防污效果和极强的抗磨性。

四、 试验过程及效果

我用二氧化钛纳米粉体及超洁亮纳米液，配制成全新的超洁亮纳米液，进行杀菌型人造石材的试制试验，试验步骤如下：

1. 配料―根据人造石材配方将各种大理石颗粒、添加剂、色料、不饱和树脂等原材料混合搅拌均匀；

2. 压制―将配制好的原料注入特定的压制容器中，在真空下加压振动，使空气尽量排出，压制一定时间后拆模放置，让方料自然固化；

3. 开介―根据需要，将人造石方料开介成所需要的规格，一般主要是加工成市场通用的标准厚度人造石板材；

4. 抛光―将开介好的人造石板材固定厚度，并进行表面抛光处理；

5. 超洁亮―选择两块人造石板材分别进行超洁亮处理，一块用全新配制的纳米液处理，一块采用普通纳米液进行处理；

6. 抗菌对比试验―超洁亮处理完的两块人造石板材自然放置一天，然后在显微镜下观测板材表面的有机微生物数量；

7. 试验结论：通过观测发现，添加了二氧化钛纳米粒子进行超洁亮的人造石板材表面有机微生物数量相比另外一块产品有明显减少。

另外我还做了钛白粉与二氧化钛纳米粒子的对比试验，发现添加钛白粉处理的板材，其表面有机微生物数量也要少于普通处理板材，但和二氧化钛纳米粒子处理过的产品比较，还是存在一定差距。

五、 结束语

利用二氧化钛的表面光催化杀菌效果及陶瓷行业的“超洁亮”技术，我们成功开发出具有自杀菌效果的人造石材，这种石材具有以下优点：

1. 在光照的情况下自动清洁与杀菌，可保护人们身体健康，尤其是有小孩的家庭，减少小孩子因细菌污染而导致生病；

2. 生产技术难度小，成本低，“超洁亮”技术应用在建材行业已经非常普遍，纳米二氧化钛的生产已经工业化，不存在任何的技术瓶颈；

第4篇：纳米材料生产技术范文

1引言

纳米科技是指在纳米尺度(1到100纳米之间)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用(主要是量子特性)，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。纳米科技成果拥有科技成果的特征和纳米科技的特点。

2科技成果简介

2.1成果定义和特征

科技成果是指对某一科学技术研究为内容，通过试验研究、调查考察取得的具有一定实用价值或学术意义的结果，包括研究课题结束已取得的最后结果，研究课题虽未全部结束但已取得的可以独立应用或具有一定学术意义的阶段性成果。科技成果具有新颖性与先进性、实用性与重复性，有独立、完整的内容和存在形式，应通过一定形式予以确认等特征。

2.2科技成果转化描述

科技成果转化是指为了提高生产力水平，对科学研究与技术开发产生的具有实用价值的科技成果进行的后续试验、开发、应用、推广，直至形成新产品、新工艺、新材料，发展新产业的相关活动。从宏观上来看，科技成果转化是一个由科技供给系统、科技转化系统、科技需求系统和科技环境系统构成的大系统。在微观方面，科技成果转化一般包括实验室研究、中间试验、工业性实验、工厂化生产等诸多环节。

2.3科技成果转化三个发展阶段

科技成果产生阶段：该阶段主要从确定研究开发项目开始，到初步成果（产品）形成才基本完成。科技成果转移阶段：该阶段主要包括成果（产品）进入中试试验和工业化试验等。科技成果应用阶段;该阶段主要包括成果（产品）进入规模化生产，并进入市场等。

2.4科技成果转化基本要求

科技成果转化作为一项复杂的社会系统工程，需具备多方面条件，满足多方面要求，如科技成果自身的成熟程度、转化环境，以及相应的政策、社会服务与支持等都是重要的转化条件，是顺利转化的基本要求。以下分别作说明。

2.4.1技术成熟度

技术成熟度，即科技成果适应社会生产发展需要的实际水平，是科技成果转化的最根本的条件。技术成熟度特征:完全成熟的科技成果，应当是可以立即生产的；不够成熟的成果则还需再投入进行二次开发，才可能投入生产，所需要投入量越大，表示成果就越不成熟。技术不成熟原因：技术认识不同，科技投入不足，使科研条件和科研深度都较为缺乏；中试环节薄弱，中试的欠缺使得成果的先进性、适应性、配套性、可靠性达不到要求，难以实现工业化生产的需要。例如：长期以来，由于经费短缺，我国中试基地建立的数目较少。以上海为例，2005年从基础研究到中试再到产业化，投资比例为1：1.03：10.55，而较为合理的比例是1：10：100。中试的欠缺使我国科技成果的转化率低，已经成为制约我国经济持续发展的一个“瓶颈”。结论：科技成果要实现成果转化，首先要求科技成果技术成熟。因而需加大投资力度，加强中试试验研究力度，形成成熟的、可靠的科技成果，促进成果的推广。

2.4.2转化环境

转化环境主要包括转化的市场需求、政策和意识。第一，树立以市场为导向的意识。要从科研源头起与市场需求相结合，以形成产业化为根本目标，针对现有和潜在市场，开发具有市场前景的科技成果，促进科技成果的转化；要避免科学研究与市场脱节，造成成熟的技术也无法进行推广，致使大量的科技成果无法产业化。例如：美国仪器制造业对高科技成果的一项调查显示：11项首次发明的新仪器，思路100%来自用户；66项重大改进，85%来源自用户；85项小改小革，67%来自用户。结论：以市场为导向的研究，更容易促进科技成果的转化，科研人员必须始终坚持以市场需求为出发点和归宿。第二，科技发展政策。科学技术与政策的关系日益密切。科学技术的发展越来越依赖国家的支持，国家的科技投入和政策引导成为影响科技发展的重要因素。需着眼于促进经济建设、依靠科技进步机制的形成和企业技术创新主体地位的建立来制定配套政策，加强政府以科技需求为导向的行为，强化政策的激励引导作用。政策的制定要从科技成果转化大系统和全过程出发，在促进科技成果供给的政策、促进科技成果转化过程整体化的政策等方面，形成体系上的一体化，避免“头疼医头”、“捉襟见肘”，形成不合力。例如：美国是获诺贝尔自然科学奖最多的国家，一方面，美国较高的物质生活待遇吸引了高级人才；另一方面是美国适宜的科技政策和社会文化氛围，推动了科技的发展。在这个意义上说，比尔•盖茨出现在美国决不是偶然的。结论：要有激励的政策，更容易促进科技成果的转化。第三，科研成果转化意识。成果转化意识是一切成果转化活动赖以发起的内驱力，是贯穿于成果转化过程的内在动力；低科技成果转化率的一个重要原因在于科技成果转化意识的缺乏，如科技成果的价值意识、商品意识、社会科技开发意识不强。科技成果拥有者必须有强烈的转化意识，才能从主观上发挥其积极性，促进科技成果转化的进程。例如：不少科研单位和科研人员把科研成果的获得作为科研工作的最终目标，不能主动把科研成果作为商品推向社会;同时企业对购买科技成果表现冷淡，因而造成了大量的科技成果的搁置，导致科技成果转化率低。结论：科研人员具有强烈的成果转化意识，更容易促进科技成果的转化。

2.4.3宣传策略

科技成果的推广必须注重市场宣传和推广，一方面加大宣传力度，另一方面注重宣传适度。主要宣传策略如下：1.强化组织领导，健全科技宣传网络；2.明确目标责任，强化考核督查力度；3.整合科技资源，拓宽科技宣传渠道；4.加强媒体合作，搞好科技宣传；5.开展科技培训，促进成果推广；6.开展科技活动，丰富宣传形式；7.加强技术交流，建立信息平台；8.注重方式方法，宣传适度确保质量。

2.5科技成果应用现状分析

农业、工业、医药、军事、材料、电子、生物、航天等领域的科研成果，大量的成果怎么处理呢？这些都需要进行成果转化，这些新产品、新材料、新工艺，只有进行科技成果的转化才能有真正的作用，同时科技成果也有市场需求。突出表现出两个特点：一方面大量科研成果生成，一方面有巨大的市场需求。

2.5.1科技成果转化率低

我国每年有2万余项比较重大的科学技术研究成果和5千多项专利，但是其中最终转化为工业产品的成果不足5%，而欧美发达国家转化率则为45%以上。我国科学技术向生产转化的比例为10%～15%，也远低于发达国家的60%～80%。高新技术企业的产值在社会总产值的比例仅为2%，与欧美发达国家的25～30%相比，更是不可同日而语。结论：目前我国科技成果转化率低。2.5.2科技成果转化率低的原因我国科技成果转化率低的原因主要有：科技成果本身存在先天不足，成熟度低；科技成果系统配套不够；科技成果对企业缺乏吸纳和转化的动力与活力；科技成果转化缺乏资金支持，相应的风险投资基金匮乏；科技成果中介机构不健全，社会服务职能不完善；体制上产学研系统各自独立，科技与生产脱节；市场体制不成熟，法律保障不足。

3纳米科技成果及产业

3.1纳米科技成果及产业的特点

纳米技术属于高科技领域，因此与高科技成果有着共同的特征：高风险，高投入；高额的利润前景；巨大的市场需求。纳米科技为多学科交叉领域，其应用及产业化又具有许多独特的特征：多学科交叉特性；潜在的高额利润；潜在的市场需求。

3.2纳米科技成果市场分析

纳米技术有巨大的潜在市场，它与信息技术、生物技术共同成为二十一世纪社会发展的三大支柱，也是当今世界大国争夺的战略制高点。据权威的研究报告显示，2000年纳米技术对全世界GDP的贡献为4000亿美元，预测2010年纳米技术对美国GDP的贡献将达到10000亿美元，日本纳米技术的国内市场规划也将达到273000亿日元。纳米科技的健康发展，对二十一世纪的社会和经济发展、国家安全以及人们的生活和生产方式带来巨大的影响。结论：纳米技术及产业已成为世界各国抢占的巨大市场。

3.3纳米科技成果转化现状

在纳米科技产业化方面，除了纳米粉体材料在少数几个国家初步实现规模化生产外，纳米生物材料、纳米电子器件材料、纳米医疗材料等产品仍处于开发研制阶段，要形成一定市场规模还需一段时间。目前成果以基础研究为主，纳米技术应用成果处于初期阶段，产业化效果不理想，成果转化率低。如果将纳米产品的成熟程度按中试、批量生产和规模化生产划分，其分布明显呈剧烈递减态势。研究开发和规模化生产的距离较大，大约只有5%的实验室成果最终能转化为规模化生产。

3.4纳米科技成果转化率低原因

3.4.1投入的科研经费不足

成果转化未知因素多，造成研究工作周期长、所需经费多；对科研的投入未考虑中试等应用技术研究，影响科技成果的转化。

3.4.2缺乏风险意识和市场服务意识

纳米技术产业与其它高新技术一样都存在投资风险、政策性风险，市场风险和自由竞争风险等。同时，纳米技术还存在着潜在风险。另外，科研工作者市场服务意识淡薄，缺乏主动为企业服务的意识。

3.4.3科研缺乏布局和规划

缺乏制定战略发展规划以及科研与产业的合理布局，造成低水平重复和资源浪费；重视基础性研究，轻视应用性研究，造成科研成果缺乏市场，成果难以被企业吸纳和转化。

3.4.4纳米科技成果成熟度低

在研究中，研究人员常常只注重论文，纳米科技成果论文水平很高，但产业化并不理想；注重实验室开发，没有潜心于后续的应用开发和技术支持，造成成果成熟度不够，先天不足，难以转化；大部分企业属于生产型，缺乏持续创新和应用开发能力，只能接受非常成熟的技术。

3.4.5缺乏信息沟通缺乏信息沟通，导致产学研系统各自独立，科技与生产脱节。从事纳米科技研究的人员，分属不同的行业和部门，条块分割，由于缺乏相互交流，更缺乏与一线企业的交流与合作；由于信息不畅，造成成果难以满足需求，以及成果和需求重复现象严重；企业间应用成果壁垒森严，难以推广，导致不少低水平重复，重点不突出，阻碍了整体优势的发挥。

3.4.6纳米专业人才匮乏

纳米科技由多学科交叉，因此需要具有多学科知识的复合型人才；纳米科技的迅速发展，需要大量纳米科技领域及其相关领域的人才。而中国传统分门别类教育体制培养的“专业人才”，不能适应拥有多学科知识复合型纳米研发人才的需要。因此，为推动我国纳米材料产业的发展，需要培养一批复合型纳米科研人员及纳米经营管理人才。

3.4.7知识产权意识淡薄

中国纳米技术近几年有了突破性的发展，但知识产权意识在科学界尤其是开发应用领域仍然淡薄。专利数量有所增加，但是在总量上申请的专利还是很少。在我国，申请的专利大部分是纳米粉体材料制备方面的专利，而国外的专利很多是纳米应用专利。

3.4.8行业标准和技术规范缺乏

目前纳米科技应用研究很热，市场上出现了很多“纳米商品”，然而，很多的“纳米商品”还不是真正意义上的“纳米产品”。市场上缺乏行业标准和技术规范的约束，一些人热衷于炒作纳米概念，造成初级产品过剩，浪费了社会整体资源；一些生产微米材料的企业，在其产品性能用途完全没变的情况下，贴上纳米标签，摇身一变成了纳米材料企业，误导纳米概念；一些企业在投入少量资金注册了纳米材料公司或纳米材料应用公司后，就开始在经营业绩上做文章，蓄意编造是专门从事纳米科研、生产和应用的实力企业的假象，最终达到圈资、骗政策的目的。

4纳米科技推广应用思路

针对纳米科技成果转化率低及成果推广过程中所存在的问题，促进纳米科技的推广应用，应切实做好以下工作。

4.1根据市场需求，选好研究目标

针对我国纳米科技产业化处于初级阶段，纳米科技发展资金投入不足，纳米科技产业化效果不理想等现状，在有限的资金和设施条件下，纳米科技的发展一定要从科研源头上加以调控，科研项目选题要以市场需求为导向，以形成产业化为根本目标，强调创新意识和市场服务意识，发展具有竞争力的新技术和新产品，并推进传统产业的发展，从而促进纳米科技成果更快地得到推广和应用。

4.1.1科研项目选题时应遵循的原则

创新性原则：强调科技源头创新意识；产业化原则：以产业化为根本目标，能独立形成新产品、新技术；竞争力原则：注重可提升产品竞争力的技术及材料，注重与传统产业结合；市场化原则：以市场需求为导向，加强服务意识，注重市场推广。

4.1.1.1强调科技源头创新意识

自主创新已经成为科学技术发展的战略基点和调整产业结构、转变增长方式的中心环节。十一五发展规划指出：“科学技术发展，要坚持自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”。纳米科技属于高新技术领域，因而，必须强调创新意识，研究和开发具有源头创新性的新技术和新产品，形成自主知识产权的新技术和新产品，实现技术发展的跨越，实现企业资本、社会资本和知识资本的有效组合及转化增值。强调创新意识，发展纳米科技，必须以市场为导向，以产业化为根本目标，发展成熟的技术，努力提升其竞争力，吸引企业及其它投资公司的参与和投资。加强纳米科技源头创新，要以纳米电子学、纳米尺度的加工及组装技术、纳米生物和医学、纳米材料学等科学前沿的理论和方法学为重点，争取取得重大进展，获得具有自己特色的发现和发明创造，促进纳米科技的产业化。

4.1.1.2以产业化为根本目标，能独立形

成新产品、新技术选题时要以产业化为根本目标，研究方向要与产业相结合，要策划出一个行业的主体并且形成一个产业链条。开发市场前景广阔、能够独立成新产品的先进技术，吸引以纳米技术为关键生产技术的企业投资，推动纳米技术的产业化进程。围绕国家长远发展目标，将纳米技术与信息、环境、能源、生物医药及先进制造、海洋、空间等高新技术相结合，提高纳米技术在这些产业中的含量，建立以纳米技术为主旋律的一批纳米产业及产业链并形成产品、商品，为提高我国的绿色GDP做贡献。举例1：信息产业中的纳米技术以纳米阵列体系为基础的量子磁盘，1998年正式问世，存储量高达465Gb/in2，相当于现在磁盘10万个的存储量。1999年，美国惠普公司在实验室成功制造了100×100nm芯片。正像克林顿所说，利用现代的纳米技术制备的超高密度存储元器件，可以将美国国会所有的信息存储在只有方糖大小的体积内。2000年，IBM公司通过纳米技术把这种磁盘的存储量提高到1000Gb/in2，相当于100万个现在磁盘的存储量。利用纳米技术可以将动态随机存储器和电脑CPU缩小到70nm，晶体管的尺寸为100～200nm。结论：纳米技术在电子信息产业中的应用，将成为21世纪经济增长的一个主要发动机，其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌。举例2：生物医药产业中的纳米技术采用纳米超顺磁载体制作的示踪剂使核磁共振检出的癌细胞尺寸大大降低，便于早期诊断、早期治疗；利用纳米技术输送生物大分子药物，可克服其吸收差、稳定性低的缺点，实现其天然、高效等特点，显示出良好的应用前景；根据药物分子的性质设计纳米颗粒表面及内部结构，从而达到人为地设计药物的靶向目标及其释放和作用方式，明显提高药效；利用纳米技术制备支架、骨骼等植入材料，具有很好的生物相容性，并可发挥治疗效果。结论：纳米材料技术将在生物医学、药学、人类健康等领域有重大的应用。预计到2015年，纳米技术在生物医药领域中的应用，全球市场将达到2000亿元。

4.1.1.3注重发展提升产品竞争力的新技术和新材料

传统行业的发展需要纳米科技来提升其技术和产品的竞争力。传统产业是国民经济的重要组成部分，这就决定了发展纳米产业应切入传统产业，努力提升对传统产业和产品的更新换代，提高竞争力，同时调整传统产业结构，实现经济增值。纳米科技的发展需重视与传统产业相结合。纳米技术在传统产业的应用具有投入少、见效快、市场前景广阔等特点，因此，将纳米科技与传统产业结合，可以有力促进纳米科技的推广应用。加强与传统产业合作，必须以市场需求为导向，发展具有市场潜力的产品和技术，通过纳米技术显著提高传统产品的竞争力。加强与传统产业合作，从一开始，就要积极吸纳企业的参与投入，发展能显著提高传统产业和产品的新技术和新材料。举例1：纺织行业中的纳米技术纳米催化剂在化纤原料涤纶聚酯合成中的应用，将使生产效率提高5倍以上，大大降低了生产周期和成本，这项技术在化纤行业的推广可带来数十亿元的收益；利用纳米技术对各类化纤进行改性，使之具有功能性，如吸水吸湿纤维、变色纤维、芳香纤维、磁性纤维、防辐射纤维、远红外纤维，还可采用复合纺丝法来生产功能化织物；纳米功能氧化物填充到纤维中可制得各种差别化、功能化纤维，为纤维的发展带来一场健康革命，其市场规模也超过二十亿元。结论：纳米技术的应用将对纺织行业的发展起到巨大的推动作用。举例2：建材行业中的纳米技术纳米技术在建材领域的应用：利用纳米材料的自洁功能可开发的抗菌防霉涂料、PPR供水管；利用纳米材料具有的导电功能可开发的导电涂料；利用纳米材料屏蔽紫外线的功能大大提高PVC塑钢门窗的抗老化变形性能；利用纳米材料可大大提高塑料管材的强度等。另外，纳米抗菌不锈钢塑料复合管、纳米抗菌PPR管是在管材内层塑料中添加纳米级抗菌材料，经共挤出而制成具有抗菌、卫生自洁功能的管材。仅以PVC塑钢门窗为例，近几年我国每年城乡工业和民用建筑的建造量平均约12亿平方米，需要门窗3亿平方米，年需塑钢门窗约3000万平方米，年需硬PVC异型材约30万吨。结论：纳米材料在建材中具有广阔的市场应用前景和巨大的经济、社会效应。

4.1.1.4以市场需求为导向，加强服务意识，注重市场推广

以市场成熟代替技术成熟是发展纳米技术的最佳方式。改变传统的“技术导向”为“市场导向”，始终坚持以市场需求为出发点和归宿，以市场需求为拉动机制，着重推动具有应用前景的新技术和新产品的开发，注重对传统产业的改造和提升，提升产品的竞争力，推动纳米科技的产业化。着重发展有重大影响的方向与领域，注重纳米技术与各个行业的交叉融合，使纳米技术和产品能服务于各个行业。注重纳米技术的市场推广，加强纳米科技与各个行业领域间的交叉融合，加强科研成果和企业及投资商之间的交流合作，建立信息交流平台，创建科研成果转化的渠道，为纳米科技发展提供有力服务和支持。

4.2注重技术集成，实现自主创新

“创新”是科技发展的生命力所在。对于纳米科技的发展，需加强新技术和新产品的原始性创新，提升产品和技术的竞争能力。同时在重视原始性创新的基础上，更应该注重具有重大应用价值的集成创新，通过对集成要素的优势整合，提升集成整体的竞争能力，实现更大的市场价值。

4.2.1技术集成创新有利于形成市场竞争力

长期以来，人们比较注重单项技术继发展，这是技术开发初级阶段的必然过程。但从科技与经济结合的内在要求来看，单项技术的研究开发，因为缺乏与其它相关技术的衔接，在当前很难形成有市场竞争力的产品或新兴产业，这就造成我国每年所取得的数万项科技成果最终束之高阁，削弱了我国科技创新的基础。

4.2.2技术集成创新将提高产业核心竞争力

核心竞争力的形成，不仅仅是一个创新过程，更是一个组织过程，使各种单项和分散的相关技术成果得到集成，其创新性以及由此确立的企业竞争优势和国家科技创新能力在价值上远远超过单项技术的突破。加强技术集成创新，是企业实现自主创新的新思考，也是企业获得竞争优势、适应知识经济发展的关键。

4.2.3纳米技术的集成主要内容

4.2.3.1纳米科技成果的集成

将分散的技术集中，形成一个可达目标功能的技术体系，即组合应用性技术成果，也称为技术捆绑或技术整合。纳米科技成果的集成应注意以下几点：注重主题的策划，选好技术与成果，实现目标显示度。（1）注重主题的策划以市场需求为导向，关注市场需求的多样化，强化产品的竞争意识；以纳米技术或产品为关键要素，解决需求中的重大问题，具有行业导向性与共性；拓展解决方案的丰富性，注重外部资源的易取性；强化研发时间的迅捷性，凸显研发质量的配比性。（2）选好技术与成果始终坚持把市场需求作为出发点和归宿点，选择具有市场前景的技术和成果，选择具有竞争优势的纳米材料或技术为关键技术要素，具有前景的技术与成果，注重其成熟度和可靠性。同时加大中试研究力度、中试研究领域和资金投入，注重集成要素中技术和成果的协调与融合，优势互补，使集成整体具有新的价值。（3）实现目标显示度注重目标功能的实现，不仅要实现各项集成要素的功能目标，还应实现集成系统的整体功能目标。集成要素和集成系统的功能定量指标应具有竞争性，以实现其产品的显示度，有利于产品的推广。

4.2.3.2注重技术集成创新

（1）从纳米科技发展到产业链上的集成协作在产业链的衔接上，由于纳米技术的跨学科性，急需将努力的方向由“单打独斗”转向“集成协作”。实验和技术上存在局限性，而研究的广泛和复杂，造成设施难以完备；技术的成熟度不够；研究成本高和周期长，造成产业化难度大。因此，仅依靠某一个工业部门或者研究机构，将无法加快推动纳米科技的应用和产业化的步伐。结论：要实现和促进纳米技术的产业化发展，需要采用合理的产业化与投融资模式，推动纳米技术产业链的全方位发展。这就是所谓的为了构筑我国纳米产业发展的大战略，也是目前国内众多研究机构、企业正在的探索大联合的适当途径。（2）纳米科技发展产业链上的集成协作方式第一，建立国家级研究开发平台，充分发挥国家级研究开发平台的作用，推动各研究部门之间的交流合作，实现软硬件资源共享，避免重复建设。第二，建立产业孵化基地。“科研-孵化-企业”一条龙式的产业化模式，有利于推动科研成果产业化，因此，在有条件的地方应建立纳米科技孵化基地。第三，加强产学研的合作。积极推进产学研一体化的进程，把研究、开发和应用过程的各个阶段建成一个系统，使之紧密衔接、相互交替，保证从科研到生产整个过程的连续性，从而使科研单位前期的研究、开发优势与企业工业化生产优势融为一体，促进科技成果的转化。（3）各领域科学研究人员间的协作从目前情况看，我国从事纳米科技的研究人员，分属不同的行业、部门，彼此之间信息沟通不畅，研究人员之间也缺乏必要的交流，致使研究力量大大分散，而且各地研究所重复研究、重复建设严重。纳米科技属于多学科交叉的前沿研究领域，要动员和组织信息、物理、化学、生物、医药、材料等学科的专家参与纳米科技的研究开发，抓好多学科在纳米科技方面的集成。结论：纳米科技的多学科交叉特性必然要求加强各领域科学人员之间的协作。

4.2.3.3纳米科技推广注重技术集成创新的应用案例分析

应用1：“以应用纳米技术打造新世纪康居商住楼”思路（1）为了贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》以及“十一五”规划中的要求，促进生态人居环境和绿色建筑的发展，提出集成整合最先进的纳米技术研究成果，积极推动健康、环保的生态建筑技术的应用与推广。为打造康居示范工程提供有力的技术支持和保障，致力于搭建三大公共技术平台，即居住环境健康性和安全性公共技术平台；建筑物与居家用品节能和环保性公共技术平台；资源综合利用公共技术平台。（2）应用纳米技术打造新世纪康居商住楼，可以体现在环保、健康、节能等方面的优势上。具体应用可以包括外墙涂料、内墙涂料、变色玻璃、地毯地板门、厨房、家用电器、卫生洁具、床上用品、窗帘、玩具及衣物等。（3）面向生态人居环境和绿色建筑的发展的需要、面向《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》以及“十一五”规划中的要求，新世纪康居楼的打造将对该行业及人们生活产生很大影响，将形成一个完整的产业链条，引导该行业的发展。以纳米材料或技术为关键技术要素，具有竞争优势；选择具有很好市场前景的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷、应用纳米技术的太阳能电池等技术和产品，打造一个健康、环保、节能的居住环境，具有竞争优势。另外，选择的纳米改性内外墙涂料、纳米改性纺织品、纳米改性陶瓷等成果技术成熟度较好。应用2：“建立应用于汽车产业的纳米技术产品产业链”思路（1）纳米技术在汽车产业中的应用，可以包括纳米材料改性内饰件、纳米结构超强钢板、纳米结构铝材料、高耐腐纳米水性汽车涂料、纳米隔热涂料、纳米材料改性高性能轮胎、高强度胶黏剂、纳米汽车油、纳米汽车燃油添加剂、纳米传感器、汽车动力应用纳米新型太阳能电池、纳米汽车尾气催化净化材料等。（2）面向十一五规划的“建设环境友好型，资源节约型社会”，面向中国巨大的汽车产业市场，中国汽车产业发展在近几年速度迅猛，是世界上最大最有潜力的市场。选择具有很好市场前景的纳米改性内饰件、纳米改性涂料、纳米改性高性能金属材料、高强度胶黏剂、纳米汽车尾气催化净化材料、纳米汽车燃油添加剂及汽车动力应用纳米新型太阳能电池等技术和产品，具有竞争优势。纳米技术在汽车上的广泛应用，将降低汽车各部件磨损、降低汽车消耗、减少汽车使用成本，还能消除汽车尾气污染，改善排放。可以预见，纳米技术在汽车产业的应用将对该行业及人们生活产生很大影响，将形成一个完整的产业链条，引导该行业的发展。应用3：纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩纳米科技与新兴行业、支撑行业及国家重大工程的挂钩可以吸引国家或地方政府等的财政拨款，同时可以吸引公司和企业的投资和参与。纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中等各领域中的渗透，将加快纳米科技的产业化；纳米科技在新兴行业、支撑行业及重大工程中的应用，将提升这些行业的技术含量，增加其竞争优势，推动其发展；同时对其产业结构的调整、经济增长方式的改变具有深远的影响。例如：纳米技术及应用国家工程研究中心以产学研结合的方式，组织上海城建集团、上海高校和科研院所利用纳米技术和其它技术集成解决道路隧道内的废气治理问题，这是纳米科技在城市市政工程中的重要应用，该项目已列入国家支撑计划。结论：通过集成技术、产学研合作等方式与新兴行业、支撑行业及国家重大工程挂钩，容易吸引投资，促进纳米技术与其它技术和产业的融合，从而促进纳米技术的发展。

4.3树立诚信市场理念

4.3.1纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识

诚信的本质首先是经济规律，其次才表现为伦理性质。诚信不足，败事有余。市场经济就是信用经济，信用是现代市场经济的基石，没有诚信，就没有秩序，市场经济和社会道德就会陷入混乱之中。目前纳米科技应用研究很热，市场上出现了鱼目混珠的现象，虚假的“纳米商品”，纳米概念的炒作，严重扰乱了纳米市场的秩序，误导人们对纳米的认识，损害了纳米科技的形象，严重阻碍了纳米科技的产业化发展。结论：纳米科技要健康跨越发展必须树立诚信意识，诚信的市场经济理念。

4.3.2如何树立诚信意识

加强诚信意识培养；健全市场竞争机制，让诚信成为人们自觉遵奉的客观经济规律；强化监督，建立相互补充、相互制约的诚信监督体系；加快建立信用体系，规范信息传递和披露机制，发展资信评估行业；强化法制建设，为诚信规范提供坚实的法制保障。

4.4制定适合纳米政策纳米科技的应用推广，需要制定适

合纳米科技发展的政策，保障纳米科技的可持续发展。

4.4.1制定发展规划，实施专项行动

第一，坚持“有所为，有所不为”的方针，制定纳米科技的发展战略，制定我国纳米科技发展的近期、中长期规划，对纳米技术的基础研究进行整体规划，制定国家纳米科技产业的发展规划，集中力量，重点突破。第二，根据市场要求，依托现有产业的优势和基础，确定重点发展的产业及产品，引导产业结构调整。第三，按照市场需求，集中优势力量研究、开发具有自主知识产权、市场潜力大、技术可行的项目和对未来有重大影响的关键领域，突出特色。

4.4.2建立创新体系，强化专利保护意识

组建全新机制的实体性创新平台，建立以企业为主、产学研结合的纳米科技创新体系。强调纳米科技的原始创新，注重技术创新、管理创新、制度创新的有机结合，在原始创新基础上，同时注重集成创新，强化专利保护意识，提高知识产权保护在企业发展中的重要作用。另外，建立和健全纳米技术成果产权保护制度，优先资助拥有自主知识产权的专利成果的产业化。

4.4.3重视人才培养，加强技术交流

制定人才优惠政策，鼓励人才流动竞争，努力创造人尽其才、才尽其用的良好环境。建立培养和吸引纳米科技人才的政策，培养高质量的纳米技术人才和领军人物，引进国外具有真才实学的优秀人才。加强国内外科研单位及企业之间关于纳米技术的信息交流，建设开放式的国家纳米技术信息交流平台，加强国际交流和合作，扩大国际影响。

4.4.4加快基地建设，吸引多元投资

鼓励科研单位、高等院校与生产企业共建纳米技术创新基地、开放式研究开发中心等，改善基础设施条件，对共性关键技术进行联合攻关，建立以企业为主体，产学研结合的纳米技术创新体系，加速纳米技术的研究开发与产业化步伐。重视以政府政策资金为导向，建立多元投资融资体系，吸引风险投资及民间投资，使其大规模地介入纳米技术产业并与科技界融合。同时，鼓励纳米科技型企业在资本市场上融资，加速纳米成果的转化和产业推进。4.4.5完善行业标准，规范技术市场重视标准意识，根据纳米技术产品的性质、用途，参照国际标准，制定我国纳米技术行业的产品标准，建立权威性的国家纳米产品质量检测中心，使纳米产品的生产和销售有章可循。尽快制定出台相关的政策法规，规范纳米市场，避免纳米技术及应用研究重复建设和过度竞争。

4.4.6加强科普宣传，倡导科学道德

重视纳米技术的普及工作，加强对纳米科技的科普教育，使大众对纳米科技有正确的科学认识，避免过分炒作和误导。重视纳米科技相关学科的建设工作，保障我国纳米科技的可持续发展。

5纳米科技成果介绍

纳米技术及应用国家工程研究中心积极整合社会资源，积极推动纳米技术成果的转化。

5.1应用在环境领域的纳米材料和技术

成果1：用于汽车尾气催化净化处理的介孔基催化材料成果简介：孔道内担载贵金属Pt/Rh/Pd的氧化锆基（氧化锆/氧化铈）复合纳米介孔催化剂。该催化剂采用具有自主知识产权的涂覆工艺，成功负载于金属载体表面，经检测，排放性能及催化剂老化性能达到并优于欧IV标准（GB18352.3）。技术特点与优势：特殊的介孔结构，高比表面积；贵金属用量低，热稳定性好；优良催化活性和稳定性；抗老化性好。产业化前景：2007年我国汽车产量达到900万辆，并逐年递增。同时，我国将面临新车必须全部加装净化器的局面，该项目具有极其广阔的市场前景，其经济、社会和环境效益十分巨大。成果2：光催化净化室内空气应用技术光催化室内净化技术现状：不能有效地去除室内空气中；危害性很大的细微颗粒物；催化剂活性组分易流失；微孔容易被颗粒物堵塞，致使催化剂失活。技术创新：将高流速高效率静电除尘与光催化净化室内空气两相单元技术有机的结合。技术内容：包括性能好低成本的金属泡沫网状载体的制备技术、光催化净化活性组份在金属泡沫载体上负载技术、净化室内空气污染物一体化新技术、金属泡沫网状物负载光催化材料、室内光催化净化器。产业化前景：目前我国城镇装修过的房屋中80％存在甲醛超标问题。净化室内装修污染的市场规模达100亿元，并正以每年30％的速度增长，据预测2008年将达到200亿元的市场规模。5.2应用在能源领域的纳米材料和技术成果3：镍氢（MH/Ni）动力电池与镍锌动力电池技术内容：镍氢动力电池技术；锌镍动力电池技术；在电极中添加纳米添加剂；提高电池的循环寿命；提高电池的安全性。应用范围：电动工具、割草机械、玩具模型、电动自行车、电动摩托车等。技术成果：《动力镍氢电池用纳米材料测试技术》项目被上海市高新技术成果转化服务中心项目认定办公室认定为上海市高新技术成果转化项目。这意味着该中心又一项纳米科技成果将走向市场。产业化前景：随着WTO的加入，对动力电池的需求逐年增加。目前国内市场对镍氢动力电池的年需求量在数千万节以上，也将在上千亿的一次电池市场中占据一席之地。

5.3应用在生物医药领域的纳米材料和技术成果

4：超临界粉碎技术成果简介：超临界粉碎技术，采用超临界流体，通过改变压力快速改变溶液的饱和度，使溶质瞬时成核、获粒度均匀、超微细纳米级、无污染高纯度产品。通过此药物微细化技术，实现中药的微纳米化，促进药物的溶解性，提高药物的生物利用度。成果内容：水飞蓟素微纳米颗粒，超临界流体增强溶液分散技术（SEDS），粒径尺寸介于50～300nm，纳米化后的药物在水中溶解速率得到显著改善。谷甾醇纳米颗粒，气溶胶溶液萃取系统（ASES）技术，粒径介于50～300nm，ASES处理后样品结晶度降低；化学结构没有明显改变。产业化前景：超临界微纳米加工产品：如纳米水飞蓟素、植物甾醇可应用于相关药物或油类产品，按1%的附加值计算，相关药物或油品的产值达100亿，该产品产值可达1亿元。成果5：用于腹腔淋巴靶向治疗的纳米给药系统成果简介：以安全无毒的聚脂类生物降解聚合物为纳米粒的骨架材料，用改良的乳化-液中干燥法制备载药纳米粒（NP）。腹腔化疗方式治疗卵巢癌，克服了紫杉醇游离药物渗透性差、易过敏等缺点，并能实现产业化。技术特点和优势：解决了材料的安全性，采用经FDA批准载体材料；制备工艺可实现产业化，粒径及其分布可控制、重现性好，包裹率高，生产工艺条件不苛刻。产业化前景：全球卵巢癌每年新增病人19.2万，死亡人数为11.4万，其死亡率占妇科恶性肿瘤之首。建成应用示范点，年创产值可达1000万元。成果6：基于纳米生物探针的微流控阵列蛋白质芯片成果简介：该芯片是一种纳米生物技术与微生物芯片技术的集成产物。通过纳米生物自组装技术将靶蛋白配体组装在纳米粒子界面上，构成纳米生物探针，可以特异性地与各种生物样品（血清、细胞培养液等）中的靶蛋白结合，并最终被捕获在微流控阵列的特定检测区域，通过纳米粒子所发出的光学信号实现对多种靶蛋白的高特异高灵敏的同步多元分析。技术特点和优势：高灵敏、高分辨和低噪音；可以实现多种生物分子的同步检测；具有在分析模式和使用便捷性上的多种优势。产业化前景：主要应用领域有蛋白质的结构功能研究、医学诊断和医疗、新药开发、生物工业、低样品消耗和快速的芯片反应器系统，以及特定用途的专家系统。

5.4应用在电子信息领域的纳米材

料和技术成果7：CMP后清洗剂成果简介：采用表面活性剂的分子设计技术，利用表面活性剂的协同效应，研制了一系列高性能CMP后清洗剂。技术特点和优势：由表面活性剂、高性能功能性清洗助剂组成的水基清洗剂。适合抛光后高精度表面的超精密清洗。清洗效率高、对工件腐蚀小、残留少等。技术现状：用于硬盘清洗的清洗剂已得到世界最大硬盘基片生产商“深科技”的认可，指标达到国际先进水平。硅片清洗剂已在国内企业得到初步应用。产业化前景：可广泛用于计算机硬盘、硅片、玻璃基片等表面的超精密清洗。系一次性使用，因而电子行业的清洗剂具有巨大的市场。CMP后清洗剂利润丰厚，以每年销售1千吨计，利润在1000万元以上。成果8：高性能纳米粒子抛光液成果简介：化学机械抛光技术（CMP）是迄今几乎唯一可以达到全局平面化的超精加工技术，纳米粒子抛光液是CMP技术的关键要素。通过解决纳米粒子改性分散技术、纳米粒子抛光液的配伍与精制技术、原子级抛光工艺技术等关键技术，成功制备出一系列含有纳米磨粒的纳米粒子抛光液。纳米粒子抛光液由纳米粒子研磨剂、功能性助剂、溶剂组成。技术特点和优势：在计算机硬盘基片的抛光中可以达到表面粗糙度(Ra)小于0.5；数字光盘母盘玻璃基片抛光中表面粗糙度达到4.68；均达到国际先进水平。产业化前景：纳米抛光液市场广阔，用于高精加工的纳米抛光液为消耗品，系一次性使用，不可循环使用以免影响抛光质量，因而抛光液市场容量较大。

第5篇：纳米材料生产技术范文

1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划

由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义，世界各国（地区）纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器，相继制定了发展战略和计划，以指导和推进本国纳米科技的发展。目前，世界上已有50多个国家制定了国家级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划，但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。

（1）发达国家和地区雄心勃勃

为了抢占纳米科技的先机，美国早在2000年就率先制定了国家级的纳米技术计划（NNI），其宗旨是整合联邦各机构的力量，加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月，美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》，这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划，从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。

日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域，并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源（人才、资金、设备）的落实。之后，日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针，积极推进从基础性到实用性的研发，同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。

欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域，有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略，目前，已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施：增加研发投入，形成势头；加强研发基础设施；从质和量方面扩大人才资源；重视工业创新，将知识转化为产品和服务；考虑社会因素，趋利避险。另外，包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。

（2）新兴工业化经济体瞄准先机

意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响，韩国、中国台湾等新兴工业化经济体，为了保持竞争优势，也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》，2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》，随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域，以提升前沿技术和基础技术的水平；到2010年10年计划结束时，韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平，进入世界前5位的行列。

中国台湾自1999年开始，相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》，这些计划以人才和核心设施建设为基础，以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标，意在引领台湾知识经济的发展，建立产业竞争优势。

（3）发展中大国奋力赶超

综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头，也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》，并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图，确定中国在目前和中长期的研发任务，以便在国家层面上进行指导与协调，集中力量、发挥优势，争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术，南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略，可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度，加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。

2、纳米科技研发投入一路攀升

纳米科技已在国际间形成研发热潮，现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家，都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金，而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称，在过去10年里，世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明，全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。

美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内，联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元，2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是，根据《21世纪纳米技术研究开发法》，在2005～2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元，而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。

日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究，近年来纳米科技投入迅速增长，从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元，而2004年还将增长20%。

在欧洲，根据第六个框架计划，欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元，有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计，欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国，甚至更高。

中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右；另外，地方政府也将支出2.4亿～3.6亿美元。中国台湾计划从2002～2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元，每年稳中有增，平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元，而新加坡则达3.7亿美元左右。

就纳米科技人均公共支出而言，欧盟25国为2.4欧元，美国为3.7欧元，日本为6.2欧元。按照计划，美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元，日本2004年增加到8欧元，因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是：欧盟为0.01%，美国为0.01%，日本为0.02%。

另外，据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称，很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元，占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元，占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元，占17%。由于投资的快速增长，纳米技术的创新时代必将到来。

3、世界各国纳米科技发展各有千秋

各纳米科技强国比较而言，美国虽具有一定的优势，但现在尚无确定的赢家和输家。

（1）在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下

根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果，2000—2002年，共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引（SCI）》收录。纳米研究论文数量逐年增长，且增长幅度较大，2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。

2000—2002年纳米研究论文，美国以较大的优势领先于其他国家，3年累计论文数超过10000篇，几乎占全部论文产出的30%。日本（12.76%）、德国（11.28%）、中国（10.64%）和法国（7.89%）位居其后，它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇，是纳米研究最活跃的国家，也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出，2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点，到2002年已经超过德国，位居世界第三位，与日本接近。

在上述5国之后，英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多，各国3年累计论文总数都超过了1000篇，且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。

另外，如果欧盟各国作为一个整体，其论文量则超过36%，高于美国的29.46%。（2）在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头

据统计：美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国（1454项），其次是日本（368项）和德国（118项）。由于专利数据来源美国专利商标局，所以美国的专利数量非常多，所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多，所占比例都超过了1%。

专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大，在论文数最多的20个国家和地区中，专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明，很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力，但比较侧重于基础研究，而实用化能力较弱。

（3）就整体而言纳米科技大国各有所长

美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用，目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面，纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断，而且，已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年，美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》，目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合，实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标；利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门，这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用，还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果，未来5～10年有望商业化。

虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点，纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究，期望突破传统的极限，让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒，并按照一定规则排列这些颗粒，使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面，目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。

日本纳米技术的研究开发实力强大，某些方面处于世界领先水平，但尚未脱离基础和应用研究阶段，距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上，日本最重视的是应用研究，尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外，日本开发出多种不同结构的纳米材料，如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。

在制造方法上，日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法，同时积极开发新的制造技术，特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1／10，两三年内即可进入批量生产阶段。

日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高，并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置，能应用于纳米领域，在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路，是世界最高水平。

日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地，如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机，解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过，这些研究大都处于探索阶段，成果为数不多。

欧盟在纳米科学方面颇具实力，特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。

中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多，主要以金属和无机非金属纳米材料为主，约占80%，高分子和化学合成材料也是一个重要方面，而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。

4、纳米技术产业化步伐加快

目前，纳米技术产业化尚处于初期阶段，但展示了巨大的商业前景。据统计：2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元，2010年将达到14400亿美元。为此，各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化，都在加紧采取措施，促进产业化进程。

美国国家科研项目管理部门的管理者们认为，美国大公司自身的纳米技术基础研究不足，导致美国在该领域的开发应用缺乏动力，因此，尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心，希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”，以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项：一是进行纳米技术基础研究；二是与大企业合作，使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面，其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。

美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破，并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大，其目的是共享信息，促进联系，加速纳米技术应用。

日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合，不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”，以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程；东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所，试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。

欧盟于2003年建立纳米技术工业平台，推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出：建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战，把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域，生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品，同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。

第6篇：纳米材料生产技术范文

新型石粉塑化剂 缔造财富神话

我厂发明的全自动机械化石粉塑化剂生产线，用90%以上的石粉，加入二种化工原料，经混溶乳化，红外裂解膨化，改性造粒，使石粉瞬间变成新型塑料颗粒，在塑料制品中加入量可达20%～300%，每吨成本800～1300元，售2000～5000元，全套生产线二人操作，日产九吨。自2008年在全国推广后，许多办厂者一年买上车和房，现代营销、大众投资等杂志社多次派记者到多家接产成功厂家采访，并发表了“石粉变塑料 缔造财富神话”等多篇调查报告，我厂一律上门建厂，确保成功。每市只限一家。

超级纳米陶瓷漆 石粉变黄金

我厂发明成功用99%的石粉，加入1%的几种食品级化工原料，经混溶复合，红外微波改性，瞬间变成超级纳米陶瓷漆。广泛用于室内外墙面装饰，产品粉末状，加水拌匀即可施工，不用先刮腻子再刷乳胶漆，而是打底做面一次完成，省工省时，效果如陶瓷般坚硬洁白，光滑如镜，不起皮，不开裂，具备超强的耐污性，水洗万次无损伤。每吨成本650元，市售参考价6000元，关键是产品不含任何有毒有害物质，不含甲醛，绿色环保，通过国家建材认证，整体装饰效果超过任何一种墙体漆。国内抗甲醛墙体漆每吨售十万元以上，高档乳胶漆每吨售五万，欢迎前来考察对比，现面向全国提供全套生产技术及设备。

超级纳米胶粘剂 用沙子石粉赚大钱

我厂发明成功用99%的沙子石粉，加入1%的化工原料及纳米胶链剂，经密炼复合而成超级纳米胶粘剂，每吨成本350元，售1300元。广泛用于大理石、保温板、瓷砖的粘贴，施工中无需再购砂子水泥，只加水调合，即可施工，胶分子快速渗透到石材及建筑物中，形成硅钙石，永不脱落，粘结力是水泥的十倍，铺大理石地面每平方只需4公斤，贴瓷砖1.5公斤，比传统施工省料80%，成本下降50%。室内地面只需0.3公分，极大提高了空间高度。超级纳米胶粘剂将引爆城建墙体及地面施工的一场新革命，1～3人办厂，日产12吨，现对外提供技术设备，每市只限一家。

超级纳米防水隔热剂

采用航天绝缘科技，我厂首创石粉加入无机纳米超导反光剂生产的超级纳米防水隔热剂，具备防水、保温、隔热三大功能，直接将太阳光波热量反射回太空，使屋面表层降温15～30℃，室内降温5～10℃，节能40%，夏天晒不热，冬天冻不透。产品物理性能稳定，不分解不碳化，无毒无害，广泛用于新旧屋面、建筑外墙、地下室、蓄水池、冷库等一切需要防水、保温、隔热的物体表面，每吨成本800元，售2500元，市场需求巨大，现对外提供全套技术及设备。

超级纳米喷塑剂

我厂开发成功的超级纳米喷塑剂，广泛用于屋面墙体、地面、卫生间、厨房、地下室、门窗、古建筑文物等，只要喷到任何物体表面，便可形成一层立体网状塑料膜，防水、防潮、防腐，经济实用，效果神奇，是个人办厂的好项目。

投资现代仿石砖 用水泥石子赚百万

用水泥、河沙石子加纳米高强剂生产的城建路面现代仿石砖，外观酷似天然大理石，抗压耐磨防滑。每平方成本18元，市场售价60元，是彩色水泥砖的换代产品，为满足全国建设美丽城市路面升级改造需求，我厂发明成功全自动仿石砖设备，自动进料，自动定位，自动切割，日产400平方米，年利百万，现对外提供全套设备技术。

用石粉生产玉石玛瑙楼梯扶手，浮雕家具

为满足现代装饰需求，我厂开发成功用石粉生产高级仿真玉石玛瑙楼梯扶手，罗马柱、浮雕门窗套、墙角饰线、豪华仿真宝石雕花家具系列产品，外观质感高贵典雅，和纯天然翡翠玛瑙真假难分，每支玉石双面雕扶手成本15元，售400元，一套九龙吸水宝石餐桌成本2000元，售3万，现对外提供全套技术及设备。

第7篇：纳米材料生产技术范文

关键词：绿色环保；生态；可持续发展

中图分类号：S891文献标识码： A

引言

在全球经济迅速发展的当代社会中，人们不再一味地追求单纯的经济增长，而是更多地从人类长远生存的角度来考虑方方面面的发展，满足人类最基本需求之一的“住”，当然不例外。20世纪以来，工业革命带来的对经济利益的盲目追求导致了资源的过度开采和环境的极度破坏，直接造成了能源短缺、资源浪费、自然环境恶化以及全球气候变暖等一系列问题。如何使人类与自然协调统一地发展，真正做到“天人合一”，自古以来都是人类所关心的根本问题。

一、绿色环保建材生态是生态住宅设计的前提

生态概念在住宅设计中的运用重点就是要选择绿色环保建材，从基本、源头上降低家装的碳排放量。环保、低碳、持久耐用是设计的三大原则，在生态住宅的建设过程中所用到的各种材料，必须符合我国绿色建筑材料的相应标准，同时使用绿色环保建材也是实现生态住宅可持续发展的前提保证。

在2013年1月1日国务院办公厅颁布的《绿色建筑行动方案》中提出：大力研究推广绿色环保建筑材料，要求研究并建立绿色环保建材的系列认证制度，通过建立系统的绿色环保建材具体产品目录来带动和引导市场绿色消费。

在建设部《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则（试行）》中要求在住宅设计中应尽量避免使用不可再生资源，多使用可重复利用的建筑材料、可循环利用材料以及可再生材料（3R材料）。其中可再生材料的使用量不少于所用材料总量的30％，可重复利用的材料占总回收率的40％，由此达到节能、环保的目的。

二、环保型建筑材料的应用

1、环保型建筑材料的特性

相对于传统建材，新型环保教材具备以下几个特性：

（1）在使用耐久性、功能、力学性能方面均可达到建筑物的需求。

（2）符合可持续发展的原因，有着强盛的生命力，并且符合和谐环境的要求。换言之，也就是力求自然资源与能源的节约，无污染、无放射性物质、无有毒物质，进而减少生态系统与大自然的负担，努力实现不可再生资源的可循环利用。

（3）给人提供一个安全舒适、温馨健康、方便环保的生活、工作环境。

2、环保型建材的分类

（1）基本无毒无害型材料

基本无毒无害型材料可基本概况为天然材料，其主要包括天然木材、石材、石膏、滑石粉等，这些材料本身无毒或极少有毒有害物质。基本无毒无害型材料首选天然木材，天然木材具有良好的可塑性，因可以不使用含有害物质的粘合剂，仅利用榫卯结构拼接，就可组合各种形状家居摆设，在家居设计中被广泛大量使用，特别在流行的北欧风格的居室中使用的木材，基本上都使用的是未经精细加工的原木。这种木材最大限度地保留了木材的原始色彩和质感，有很独特的装饰效果。

原始木纹及石材面暴露于室内，体现出崇尚自然、乡间质朴的自然风格。但现实中还要考虑树木生长周期，有计划的开采深林原木，并且要进行相应补栽补种，避免森林滥砍滥伐。目前，较为理想的选择是选用实木复合板、拼接板等含有毒有害粘合剂较少的绿色环保型材料。

随着纤维强化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、复合板材、地毯、壁纸等多种复合型环保材料的开发问世，为地材、墙材、墙饰、管材、板材等家装设计中主要部位提供了环保选择，不仅有效避免了森林遭到破坏，而且还给家装设计提供了多元化选择，实现了家装设计的灵活性、多样性。

其他诸如天然石材、石膏、滑石粉等材料因其可以被应用于石膏板、涂料、线缆、陶瓷、防水材料等人造环保材料中，其在家居设计中作为绿色材料被普遍应用，在地板、墙面等多部位家装设计中也有广泛使用。

（2）环保涂料

环保涂料分为环保防水涂料、水性涂料等。绿色环保涂料，狭义上指相对含的有害物质少，广泛意义上主要指无毒、无害、隔热阻燃、防紫外线、防辐射、防虫、防霉等突出功能，其硬度、光洁度、防潮、抗冻、透气、耐擦、抗湿、耐腐蚀以及附着力强等性能十分明显，其使用寿命比传统涂料多出5年以上，更突出的是对人体无害，特别适用于建筑物对气候、湿度、日照较为挑剔的一种高性能涂料。

我们所指的绿色环保涂料，也只是一个相对概念。环保涂料主要是指墙面油漆和家具油漆等涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料的总称，其主要基质为植物油或合成树脂。

一是因其所含总有机挥发量（VOC）较低，对我们的环境、我们的社会和人类自身构成直接的危害也被降低；二是其所使用溶剂的毒性也被严格控制，其和人体接触或吸入后可导致疾病的概率也被降低；三是在油漆室温固化过程中，它的溶剂挥发要一个过程，一般说来油漆干燥以后，溶剂基本上可挥发掉，仅有少量其溶剂挥发得很慢，在正常通风的情况下，其溶剂毒性可忽略不计。

因环保涂料所含甲醛、苯、甲苯及二甲苯等有毒物质被严格控制，达到了的环保标准要求，满足了人们对家居设计环保理念的期望，环保涂料在家装设计中也越来越被重视和广泛使用。

（3）纳米材料

“纳米材料”作为一种兴新技术的产物，具有一定的独特性，在现代建筑装饰材料中的运用取得了很好的效果。相比较传统的涂料耐老化、耐洗刷性差的缺陷，纳米涂料不仅克服了这些缺陷，而且还具备了很好的伸缩性，防水性等优点，能够有效提高防尘、除臭、除菌及隔热保温等性能。

另如传统陶瓷器具有硬度低、易脆裂损坏的缺点，而使用纳米技术研制的纳米陶瓷有着良好的塑性性能，高硬度、高耐热、高耐磨，在日常生活中越来越被广泛应用。另外将含有纳米抗菌粉的涂料涂在如卫生洁具、室内空间等建材产品表层，可以起到杀菌、自洁的作用。如通过纳米技术，深圳大运会场馆能“自己清洁自己”，节省了大量清洁费用。

3、环保型建材在国内的应用

我国节能环保材料的运用现状长期以来，逐渐受到国人重视。就国内经济发展较快的上海而言，2003年上海真正的节能环保建筑还是凤毛麟角，多数人习惯了冬冷夏热，对绿色节能建筑并没有多少清晰概念。如今，伴随着政府的强势支持和推动，上海的节能环保建筑渐渐多起来，一些新项目，如令世界瞩目的世博会等，都将达到比上海普通建筑环保节能75%的标准。环保型建材的应用可以在以下两个方面体现其价值：

（1）住在这些建筑里会感觉更加舒适，冬天不冷、夏天不热。其隔热性、保温性良好，在天气极端闷热或寒冷时，效果尤其明显。

（2）住户可以大大节省电费。据有关部门测算，在同等面积和住户用电习惯的条件下，节能建筑约能减少30％右的电费开支。

结束语

环保型建筑的根本在于建筑原材料的环保。对于建材的改革创新势必会引起生产技术的改革。而对于环保型建筑材料的推广应用，使用高新技术与设计方式，安全、环境的生产技术，进而实现绿色环保型建材的应用及建筑的可持续发展。绿色环保型建筑满足建筑的可持续发展的需求，也是人与自然和谐共处的产物，它象征着人类的文明，也是人类维护自身生存环境的明智选择。人类必需要有环保意识，营造良好、和谐的生存居住环境。在设计与做法上力求做到自然与人的协调，为共同的发展创造出优美和谐的绿色家园。

参考文献

[1]李爱珠.浅谈新型节能环保材料在建筑工程中的应用[J].科技传播,2010,(19).

第8篇：纳米材料生产技术范文

在摩尔定律引领下的集成电路生产正在逼近物理定律的极限,芯片产业迫切需要替代技术。目前尚处于研发状态中的各种新的芯片生产技术―分子计算、生物计算、量子计算、石墨烯等技术中,谁将最终胜出?

1975年,芯片产业的先驱戈登•摩尔(Gordon Moore)了著名的摩尔定律:集成电路芯片的复杂程度每过两年就会增加一倍。此后的几十年来,在这一定律的指引下,芯片制造工艺的进步让芯片的晶体管尺寸得以不断缩小,从而使电气信号传输的距离更短,处理速度也更快。

对电子行业和消费者来说,摩尔定律意味着计算机类设备的尺寸将变得更小、速度更快、成本更低。当然,这一切都要归功于半导体设计和制造方面坚持不懈的创新,35年来芯片在一如既往地遵循这条轨迹。不过,工程师们也清楚,摩尔定律终究会在某个时候陷入绝境,因为晶体管会变得只有几十个原子那么厚。这么小的尺寸正在逼近基本的物理定律的极限,而实际上在逼近这个极限前就已经出现了两个很实际的问题:想把这么小的晶体管如此近地放在一起,又要获得高产量(质量合格的芯片,而不是有瑕疵的芯片),成本会变得过于高昂;而另一方面,一大堆晶体管进行开关操作时产生的热量会急剧攀升,足以烧毁元件本身。

的确,这些问题几年前已经开始显现了。如今普通的个人电脑普遍采用“双核”芯片――意味着使用两个小处理器,而不是一个处理器,这种设计的一个非常主要的原因是,如果把所需数量的晶体管封装到一块芯片上并解决散热问题已变得困难重重。芯片设计人员改而选择并排放置两块或更多块芯片,并对它们进行编程,以便并行处理信息。

摩尔定律最终可能会寿终正寝。如果真是那样的话,工程师们该如何继续制造出功能更强大的芯片呢?改用新的架构或者研发可以逐个原子组装的纳米材料是研究人员正在研究的两种办法。另外一些办法还包括量子计算和生物计算。下面会介绍一些技术,其中一些目前还处于原型阶段。在接下来的20年里,这些技术有望让计算机继续遵循“尺寸更小、速度更快、成本更低” 这条道路向前发展。

散热:

研发新型散热器

由于一块芯片上的晶体管数量多达10亿只,消除晶体管在开关操作时生成的热量是一大挑战。虽然个人电脑里面有空间容纳风扇,但即便如此,每块芯片约100瓦的功耗却已是其散热极限。为此研究人员开始设计一些新颖的替代技术。MacBook Air笔记本电脑采用由热传导铝制成的精美外壳,并充当散热器。在苹果Power Mac G5个人电脑中,液体(水)从处理器芯片下面的微通道流过以散热 。

不过,液体和电子器件却是一个不可靠的组合,像智能手机这些比较小的便携式装置根本没有地方来容纳管道或风扇。英特尔的一支研究小组已把一层碲化铋超晶格薄膜做到芯片封装体中。温差电材料把温度梯度转变成电信号,实际上对芯片本身起到了散热效果。

初创公司Ventiva正在普渡大学研究工作的基础上,研制一种没有活动部件的小型固态“风扇”,它利用电晕风效应(Corona Wind Effect)来生成一股微风―安静的家用空气净化器采用了这种技术。稍稍凹下去的格栅有带电导线,可以生成微型等离子体。这种气体状混合物里面的离子促使空气分子从带电导线转移到相邻极板,生成一股风。这种风扇生成的气流比普通的机械风扇大,而尺寸要小得多。其他创新公司则在制造斯特令发动机风扇(不过有些笨重),其特点是能生成风,又不用耗电,芯片冷热部位之间的温差是驱动这些风扇的动力。

架构:

多核成为主流

更小的晶体管能够更快地进行开关操作(表示0和1),因而芯片速度更快。但是当芯片达到散热极限后,时钟频率(芯片在一秒内可以处理的指令数量)也就无法再提高,保持在三四兆赫兹。人们希望在散热和速度极限范围内获得更高的性能,于是设计师们把两个处理器或核心放在同一块芯片上。虽然每个核心的运行速度与之前的处理器一样快,但由于两个核心并行工作,所以在特定的时间内能够处理更多数据,耗电量比较低,散热也比较少。现在最新的个人电脑采用四核处理器,比如英特尔i7和AMD Phenom X4。

多核给软件带来了挑战。世界上功能最强大的超级计算机里面有数千个核,而在普通的消费类产品中,即便只是想极高效地利用几个核心,都需要新的编程技术来划分数据和处理,并且协调任务。上世纪八九十年代,研究人员已经为超级计算机解决好了并行编程的基础性工作,而现在的难题是开发出用来编写消费类应用软件的语言和工具。据悉,微软研究部门已了F#编程语言。瑞典爱立信公司推出的一门早期语言Erlang催生出了几门更新的语言,包括Clojure和Scala。伊利诺斯大学等院校也在为多核芯片研发并行编程技术。

如果这些方法能得到完善,桌面和移动设备就可以有几十个或更多个并行处理器,这些处理器单个所含的晶体管数量都少于现有芯片,但作为一个整体,运行速度更快。

更薄的材料:

纳米管和自组装

近十年来,业界权威将纳米技术作为解决医学、能源以及集成电路等行业各种挑战的候选方案。一些拥护者更是认为,制造芯片的半导体行业实际上已经形成了一套纳米技术学科,专门研发、生产越来越小的晶体管。

不过更现实的希望是,纳米技术让工程师们可以制造出特制分子(Designer Molecule)。比如,用碳纳米管组装而成的晶体管可以做得极小。IBM公司的工程师们已制造出用碳纳米管而不是硅作为传导衬底的传统互补金属氧化物半导体(CMOS)电路。来自该研究小组的Joerg Appenzeller现任职于普渡大学,它正在设计尺寸比CMOS器件小得多的新型晶体管,有望更好地利用小型的纳米管基部。

排列分子、甚至排列原子很棘手,特别是由于需要在芯片生产期间对它们进行大批量组装。一种解决方案是使用能自组装的分子:把这些分子混合起来,然后让它们受到热、光或离心力的作用,让它们自己排列成所需的图案。

IBM已研究出如何利用化学键结合的聚合物来制造内存电路。分子被放到硅晶片表面上经加热后延展形成蜂巢结构,蜂巢孔的直径只有20纳米。然后,将图案蚀刻到硅片上,形成这种尺寸的内存芯片。

速度更快的晶体管:超薄石墨烯

不断缩小晶体管尺寸的目的是为了缩小电气信号在芯片里面传输的距离,从而加快处理信息的速度。但一种特别的纳米材料―石墨烯(Graphene)有望带来更快的速度,这归功于其天生的结构。

处理信息的逻辑芯片大多使用由CMOS技术做成的场效应晶体管。晶体管就好比是一块狭长、长方形的多层蛋糕,最上面一层是铝(或者最近常用的多晶硅),中间一层是绝缘氧化物,最下面一层是半导体硅。石墨烯(最近剥离出来的一种碳分子)是一片在同一平面重复的六边形,外观像六角形铁丝网,但厚度只有一个原子层厚。石墨烯片彼此堆叠起来,形成矿物质石墨,也就是我们所熟悉的那种铅笔“芯”。纯晶体形式的石墨烯在室温下传导电子的速度超过其他任何材料,比场效应晶体管快多了。由于散射或与晶格中的原子发生碰撞,电荷载体损失的能量非常少,所以产生的废热比较少。科学家们直到2004年才剥离出石墨烯这种材料,因此这方面的研究工作仍处于早期阶段,但研究人员对于研制出宽度只有10纳米、高度只有一个原子大小的石墨烯晶体管满怀信心。众多电路也许有望蚀刻到一块小小的石墨烯片上。

大小:

采用交叉线寻求突破

如今可以制造出来的尺寸最小的商用晶体管只有32纳米宽,相当于96个硅原子的总宽度。业界普遍认为,想利用几十年来不断完善的光刻技术制造出尺寸小于22纳米的元件极其困难。

但是,有一种方法可以制造出尺寸相似的电路元件,又能提供更强大的计算功能,那就是交叉线设计(Crossbar Design)。交叉线设计方法是在一个平面上有一组并行纳米线,同第二组与该平面成直角的纳米线交叉(相当于两条互相垂直的公路),而不是全在一个平面制造晶体管(就像把多辆汽车塞到一条堵塞公路上的几条车道)。两组纳米线线之间有一个分子厚的缓冲层。这两组线之间存在的许多交叉点名为忆阻器(Memristor),其工作方式类似开关,可以像晶体管那样表示1和0(两位数,即比特)。不过忆阻器还能存储信息。这些功能结合起来,就能执行诸多计算任务。实际上,一个忆阻器就能完成10到15个晶体管的工作量。

惠普实验室已利用30纳米宽的钛线和铂线制造出交叉线设计的原型,而采用的材料和工艺类似于目前半导体行业所用的材料和工艺。惠普公司的研究人员认为,每条线的宽度最小能做到8纳米。另外也有几个研究小组在研究用硅、钛和硫化银做成交叉线。

光子计算:与光一样快

替代硅芯片的全新技术仍然还处于研发初期,真正的商用产品可能十年后才会问世,但摩尔定律到那时可能走到头了,所以研究人员不得不研发新的解决办法―光学计算就是其中之一。

在光学计算中,载送信息的不是电子,而是光子。光子的载送速度要快得多,达到了光速;不过,要控制光也困难得多。通信线路中的光缆沿线处的光学开关其制造技术取得了进展,这有助于光学计算的研究。出人意料的是,最重要的研究其目的却是,研制出介于多核芯片上传统处理器之间的光学互连器件。并行处理信息的处理器核心之间要来回传送大量数据,所以连接处理器核心的引线会成为瓶颈,而光学互连器件有望改善数据传送。惠普实验室的研究人员正在评估可将传送的信息量增加两个数量级的设计。

其他机构组织正在研制光学互连器件来取代速度较慢的铜线,如今人们用铜线把处理器芯片与计算机里面的其他部件(如内存芯片和DVD驱动器)连起来。英特尔和加州大学圣巴巴拉分校的工程师们采用常规的半导体制造工艺,利用硅和磷酸铟研制出了光学“数据管道”。不过,纯粹的光学计算芯片的出现还需要在技术层面取得一些根本性突破。

分子计算:用分子做成电路

在分子计算中,代表1和0的是分子,而不是晶体管。当分子是生物分子时(如DNA),这类计算称为分子计算(参阅下文的“生物计算:能存活的芯片”)。为了区分,工程师可能会将非生物分子计算称为分子逻辑或分子电子学。

典型的晶体管有三个端子(可以想象成字母Y):源极、栅极和漏极。对栅极(Y的下半部)施加电压后,就会引起电子在源极和漏极之间移动,形成1或0。从理论上来说,树枝状分子会引发信号以类似的方式移动。十年前,耶鲁大学和赖斯大学的研究人员利用苯作为一种构建材料,研制出了分子开关。

分子可能很小,所以用分子做成的电路可能比用硅做成的电路小得多。不过,一个现实的难题是必须找到制造复杂电路的方法。研究人员们认为,自组装也许是一种解决办法。2009年10月,宾夕法尼亚大学的一个科研小组单单利用促使自组装的化学反应,就把锌和结晶硫化镉转变成金属-半导体超晶格电路。

量子计算:

表达出更多的信息

用一个个原子、电子甚至光子做成的电路元件将是尺寸最小的元件。在这么小的尺寸范围内,元件相互之间的联系由量子力学(即解释原子行为的一套定律)管理。量子计算机可能拥有异常惊人的密度和速度,但实际制造量子计算机及管理随之出现的量子效应却困难重重。

原子和电子具有能在不同状态下存在的特性,能够组成量子比特(Qubit)。研究处理量子比特的几种方法正在试验中。一种名为自旋电子(Spintronics)的方法使用电子,电子的磁矩会在两种旋转方向中选择其一。就好比一只球往一个方向或另一方向旋转(分别表示1或0)。不过,两个状态还能共存于一个电子中,形成一种独特的量子状态,名为0和1的叠加(Superposition)。在叠加状态下,一连串电子可以表示比一串只有普通比特状态的硅晶体管多得多的信息。加州大学圣巴巴拉分校的科学家们已通过用蚀刻到金刚石上的空腔来俘获电子,做成了许多不同的逻辑栅极。

在马里兰大学和美国国家标准技术研究所研究的另一种方法中,一串离子悬浮在带电板之间,而激光可以快速转动每个离子的磁定向(量子比特)。第二种方法是检测离子发射出来的不同种类的光子,种类取决于离子的定向。

除了具有叠加优点外,量子元件还能表示出更多的信息,如多个量子比特的信息状态可以结合起来,从而获得处理信息。

生物计算:

能存活的芯片

生物计算用通常存在于生物体内的结构取代晶体管。备受关注的是DNA分子和RNA分子,它们中存储着决定人体细胞生命的“编程信息”。一种令人遐想的远景是,尽管一块小指甲大小的芯片可能含有10亿个晶体管,而一个同样尺寸的处理器可能含有数万亿个DNA链。DNA链可以同时处理某项计算任务的不同部分,并且相互结合起来,以给出解决方案。除了元件数量多出几个数量级外,生物芯片还有望提供大规模并行处理功能。

早期的生物电路通过组合及分开DNA链之间的键来处理信息。研究人员现正在研究可以在细胞里面存储及复制的“遗传计算机程序”。而面临的挑战是,找到对成批的生物元件进行编程的方法,以便它们能按预期的方式进行工作。这种计算机最终可能会首先出现在人体内流动的血液中,而不是办公桌面上。以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的研究人员已利用DNA研制出一种简单的处理器,他们现正在努力让处理器组件可以在活生生的细胞里面工作,并与细胞周围环境进行通信。

链接

石墨烯材料的特点

石墨烯(Graphene)是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子薄膜,是由碳原子组成的蜂窝状二维晶体。该材料具有许多新奇的物理特性。首先石墨烯具有远比硅高的载流子迁移率,是一种性能优异的半导体材料。此外,石墨烯还可用于制造复合材料、电池/超级电容、储氢材料、场发射材料以及超灵敏传感器等。

科学家们对石墨烯感兴趣的原因之一是受到碳纳米管科研成果的启发。石墨烯很有可能会成为硅的替代品。在制作复杂电路时,纳米管必须经过仔细筛选和定位,目前还没有开发出非常好的方法,而这对石墨烯而言则要容易得多。

第9篇：纳米材料生产技术范文

【关键词】绿色涂料；环境影响；研究现状；生产应用；发展趋势

涂料在人们日常生活中发挥着重要的作用，是现代社会不可缺少的必需品，同时它又是大气污染的主要来源。随着人们环保意识的不断提高，对生态环境和人类健康不造成危害，不产生负面影响，VOC零排放的绿色环保涂料成为今后涂料产品的发展趋势。

一、涂料对人类生态环境的影响

涂料由成膜树脂、颜料、溶剂和助剂等四部分构成，其中溶剂和助剂中常含有挥发性有机化合物VOC，它们挥发到空气中会造成空气污染。溶剂型涂料的溶剂含量一般超过涂料质量的40%，使用时还要加入部分助溶剂调整粘度，涂料施工后有机溶剂会全部释放到空气中，都会有大量的VOC排入空气中，对人类生态环境构成严重威胁。（1）含有有机溶剂超标的空气，对人体会造成很大的危害。虽然室内装饰涂料中的VOC含量尚小于其最大容许浓度，但是人们长时间在室内生活和工作，长期低浓度的接触，同样会给健康带来不可忽视的损害。（2）空气中的有机溶剂以及其它有机污染物在阳光作用下，会转化为毒性更大的二次污染物，形成光化学烟雾，对环境造成更大的伤害。（3）大量使用的建筑涂料是一个重要的污染释放源，涂料在生产和使用过程中的污染排放不仅会对大气和环境造成破坏，同时，还直接影响着人们的身体健康。随着环境污染的日益严重，环保意识在人们心目中的地位逐步提高，开发“绿色环保涂料”是21世纪涂料企业生存发展的前提，涂料生产企业只有努力生产“绿色环保涂料”，改善生态环境，减少环境污染，满足消费者的需求，才能在市场竞争中处于优势。

二、绿色涂料的研究现状

绿色环保涂料产品以其无污染性、安全等特点，代替传统的污染严重的溶剂型涂料已成为发展趋势。在开发绿色环保产品上，国内外学者的研究都主要集中在以下几个方面：

1．水性涂料。水性涂料以水为溶剂，使成膜物质均匀分散在水中，又称作水基涂料。它来源广、易于净化、成本低、粘度低、具有良好的涂布适应性和无毒、无刺激、不燃性等特点，是“绿色涂料”的主要发展方向。水性涂料最常见的有：水性环氧树脂涂料、聚氨脂涂料和水性紫外光固化涂料。（1）水性环氧树脂涂料是以水作为主要分散介质的环氧涂料。既有溶剂型环氧涂料良好的耐化学品性、附着性、物理机械性、电气绝缘性，又有低污染、施工简便、价格便宜等特点，所以迅速发展到各行各业。（2）水性聚氨酯涂料是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系。这些涂料不仅具有无毒、安全可靠、易操作等优点，同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征，所以得到了广泛的应用。（3）水性光固化涂料。紫外光固化涂料，具有固化快，不需外加热，可配成无溶剂产品，减少大气污染，有利于环保，节省能量，固化过程可以自动化操作等特点，它是一种高效、节能、环保，适用于各种基材的绿色涂料。

2．粉末涂料。粉末涂料是一种含有100%固体分、以粉末形态进行涂装的涂料，符合经济、环保、高效、性能卓越，发展迅猛的涂料品种。粉末涂料有热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料两种类型，目前工业化生产和大规模应用的粉末涂料都是热固型树脂，如环氧、聚酯、聚氨酯等。

3、高固体份涂料。一般固体含份量在65%～85%便可称为高固体份涂料。高固体涂料中份的VOC在30%～40%甚至更低，但并不降低涂料的施工性与成膜性，一定程度上节省了涂料生产和使用中的溶剂，降低污染。但由于高固体份涂料往往带来涂料粘度的增加，影响涂料的使用效果，因此高固体涂份料的研究重点是解决高固体分与涂料粘度之间的矛盾。虽然，从性能上来说环保型涂料目前还不及溶剂型涂料，但是由于VOC对人类自身及生态环境的严重威胁日益明显，绿色涂料代替溶剂型涂料的趋势刻不容缓。

三、绿色环保涂料产品的生产及应用

1．绿色环保涂料产品的生产特征。绿色环保涂料产品的生产，为了维护人体健康、保护环境。应该着力于以下5方面：（1）少用或不用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物作为再生资源。（2）采用低能耗制造工艺，清洁的生产技术，尽量减少废气、废渣和废水的排放量等。（3）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物、溶剂或芳香族碳氢化合物；产品不得含有汞及其化合物，不得使用铅、镉、铬及其化合物及添加剂。（4）严格控制涂料的VOC的释放量，禁止使用有毒有害的溶剂，使产品不损害人体健康。（5）产品可循环或回收再利用，无污染环境的废弃物等。随着人类对自身健康和环保意识的不断增强，人们对绿色环保涂料产品的消费需求日趋强烈。推进绿色环保涂料成为涂料工业开发的主流，同时绿色环保涂料也将成为涂料生产企业生存与发展的重要途径之一。

2．绿色环保涂料产品的生产。（1）绿色环保涂料产品不仅需要控制涂料的VOC，而且在产品的整个生命周期中都要贯彻环保思想，实现生命周期成本总和最小化。因此，生产绿色环保涂料应该采用清洁生产工艺、使用可回收利用的包装、以及绿色营销手段等。（2）生产绿色环保涂料产品，除了要保证工艺和技术上的要求外，还应与企业的经营管理理念相结合，正确理解认识绿色环保涂料的生产与企业可持续发展之间的关系，大力提高科技创新水平。

四、绿色环保涂料的发展趋势

绿色环保涂料正朝着水性化、粉末化、无溶剂化、高固体化和辐射固化等低污染、无公害的方向发展。（1）水性涂料。在建筑涂料领域里占有绝对优势, 具有无毒性、无刺激、不易燃等特点，是未来“绿色涂料”的主力军，目前占世界涂料总量的30%以上。（2）氟碳树脂涂料。具有超高耐候性、抗紫外线辐射、高化学稳定性、抗核辐射、高机械强度和韧性、耐热性（最高使用温度260℃）、强抗湿性、抗菌性、防粘性、抗沾污性等。（3）喷涂聚脲弹性涂料。是一种无溶剂、无污染的高性能涂料，可针对不同的使用环境和性能要求，可以在很宽的范围内自由调节其性能，不含催化剂，却能快速固化，能在任意的表面上喷涂等。（4）有机――无机复合涂料。既有有机化合物所具备的坚韧性、耐候性等综合性能，还有出色的化学物理机械性能和耐沾污性。（5）纳米材料。在涂料中如引入稳定的纳米材料，会使涂料在力学、光学、电学和磁学性能上有新的飞跃，因此稳定的纳米材料，用于涂料中除了可以提高传统涂料的性能外，还能获得新的功能性涂料。（6）高装饰性涂料。因具有瑰丽多彩、变幻不定、闪砾多姿的装饰色彩，而为人们所崇拜。同时，围绕着这一中心所需的颜料、助剂和树脂等原材料也在被不断开发，高装饰性涂料预计会成为今后绿色涂料新的发展重点。（7）隐身涂料。目前已有雷达吸波涂料、红外抑制涂料、变色涂料以及紫外光、可见光、近红外、远红外、微波和声波等光谱兼容，多功能伪装涂料，以及等离子体隐形涂料等。（8）智能型涂料。是采用智能性聚合物或材料设计而成的涂料，具有特殊的功能和独特的使用性能。它包括传感器类涂料、预示性涂料和功能型涂料等。

绿色环保涂料在国民经济建设和人民生活中具有非常重要的意义。但是由于VOC对人类健康及生态环境的影响日益明显，用绿色涂料代替溶剂性涂料势在必行。涂料研究和发展的方向是不断降低VOC含量、直至为零；而且要不断扩大其使用范围，充分发挥使用性能等。因此，水基涂料、粉末涂料、无溶剂涂料等将成为今后涂料发展的主要方向。

参考文献

[1]姜彦，何士敏．以水溶性涂料为代表的绿色涂料进展[J]．高师理科学刊．2000

[2]韩要星，吴秋芳．粉末涂料制造工艺及其技术研究进展[J]．试验与研究．2003

[3]王荣耕，李立，杨晓东．高固体分涂料现状及其发展趋势[J]．现代涂料与涂装．2006

[4]赵金榜．走向新世纪的世界涂料工业动态及其技术发展趋势[J]．上海涂料．2002